Опирание монолитной плиты на кирпичную стену

Размер минимального опирания плиты перекрытия на кирпичную стену

Каким должно быть минимальное опирание плиты перекрытия на кирпичную стену, чтобы обеспечить надежность и долговечность конструкции? Вопрос серьезный, от его решения зависит устойчивость здания к нагрузкам и безопасность находящихся в нем людей. Вот почему глубина наложения плоских железобетонных изделий на кладку из кирпича регламентируется строительными нормативными документами (СНиП).

От качества монтажа плит перекрытия зависит прочность всей конструкции дома.

Нюансы в армировании узлов опирания монолитных плит на стену

Здесь Евгений дает несколько вариантов узлов опирания и просит помочь разобраться, какой из них лучше.

1. Корректно ли такое примыкание плиты перекрытия и монолитной стены?

Такое решение с П-шками используют, мне оно не особо нравится по надежности, дальше объясню, почему.

Для чего здесь П-образный стержень? Дело в том, что верхнюю арматуру плиты в жестком узле нужно заанкерить. Для этого есть четкое решение в руководстве по конструированию, показанное на рисунке 105 (там плита жестко связана с балкой, но на месте балки вполне может быть и стена).

В этом решении верхняя арматура перекрывает 1/4 пролета и заводится на длину анкеровки на опору. Это для армирования плиты самое надежное решение – арматура анкерится в сжатой зоне на ту величину, которая требуется.

Неудобство в этом случае для строителей: обычно рабочий шов бетонирования приходится на верх стены, и это неудобно, когда арматура плиты должна закладываться в стену (особенно, если она значительных размеров). Некоторые конструкторы Закладывают в этом случае Г-образные стержни из стены (далее такой узел я разберу), еще можно предусматривать анкеровку на конце (чтобы отогнутый стержень был короче, к нему приваривают анкерующие элементы), но это все усложняет производство работ. Поэтому для анкеровки некоторые конструкторы применяют П-образно отогнутые стержни, считая, что анкерят верхнюю арматуру в сжатой зоне плиты, и это нормально работает. Хорошо ли такое решение? Однозначно не сказать, мне не очень нравится, т.к. анкеровка осуществляется в самой напряженной зоне узла, а не заводится в сжатую зону стены. Единственное, чем можно улучшить это решение – это завести П-образный стержень на длину анкеровки в плиту, чтобы он все-таки анкерился не в самом узле (но это перерасход в сравнении с узлом из руководства, хотя установка дополнительной П-шки – это уже перерасход).

Далее по верхней анкеровке арматуры. В верхней зоне должен быть перенахлест, а не анкеровка. Причем там два варианта: либо соблюдать правила и делать П-шки разного размера, чтобы было не более 50% нахлестки в сечении плиты, либо пользоваться коэффициентом 2,0 для анкеровки (вместо 1,2) и делать П-шки одинаковыми (СП позволяет). Ведь по сути в данном узле П-шка – это продолжение верхней рабочей арматуры, установленное для ее анкеровки, значит оно должно соединяться с ней с перенахлестом (и тут, кстати, тоже нарушение нормативных требований, ведь нахлестки не должно быть в растянутом сечении – вот поэтому мне не нравится ни решение с П-шками, ни решение с Г-шками, т.к. и перерасход арматуры, и нарушение норм).

Идеальное решение – это непрерывный верхний стержень, заанкеренный на длину анкеровки, как положено, с отгибом вниз, и при этом либо попадающий в стену, либо нет.

Но тут всплывает еще одно требование норм, которое в силу своей не четкой формулировки, принуждает проектировщиков устанавливать П-шки везде на концах плит. Это требование СП63.13330

Это требование говорит нам о восприятии крутящих моментов, которые возникают на свободных краях плит (там действительно нужны П-образные хомуты – именно такие, как показано на рисунке в СП – охватывающие арматуру, идущую параллельно свободному краю плиты). И это требование объяснялось еще в бюллетене №87 (1975 г.), там четко сказано, что разговор идет о свободном конце плиты:

Также данный вопрос оговорен в Еврокоде (и в копирующих Еврокод украинских нормах), там тоже речь только о свободном крае плиты и нет речи об анкеровке арматуры:

Но в СП идет речь не только о свободных краях плиты, и получается, что для анкеровки стержней как бы тоже рекомендовано использовать те же самые хомуты. Но тогда эти хомуты должны идти в одной плоскости со стержнями, которые они анкеруют, а не разделяться с ними перепендикулярными стержнями. Далее, хомуты должны быть того же диаметра, что и арматура плиты, они должны иметь защитный слой такой же, как рабочая арматура – то есть никак они не могут быть расположены так, как показано в СП.

Во-первых, раз требование действующих норм железобетонно, то мы должны устанавливать П-шки, так?

Во-вторых, как думающие конструкторы, мы должны надежно заанкерить верхнюю арматуру, избежав нахлеста в растянутой зоне (запрещенного нормами) и постаравшись не пойти на сильный перерасход.

Я предлагаю следующее решение (на эскизе арматура диаметром 12 мм класс А400С):

• Верхняя арматура плиты (синяя) заанкерена и непрерывна в растянутой зоне.
• Нижняя арматура тоже заанкерена, т.к. у нее совсем маленькая длина анкеровки.
• В плите установлены П-образные хомуты из гладкой арматуры малого диаметра (кручения на опоре ведь нет) – они удовлетворяют требованию СП, не такие дорогие и трудозатратные, как из арматуры периодического профиля.
• Шов бетонирования опущен ниже плиты так, чтобы не пришлось делать выпуски из стены.

1. Если допустимо такое армирование, то П-шки должны идти по очереди – 1-й длинный, 2-й короткий (чтобы обеспечить условие «не более 50% в сечении»)?

Допустимо ли такое армирование, я описала в предыдущем ответе. Если все-таки решиться на такой узел, то в верхней зоне плиты П-шки должны чередоваться, их длина от внутренней грани стены должна быть равна одной и двум длинам нахлестки (не анкеровки, а нахлестки!) соответственно. А вот в нижней зоне вроде бы тот же принцип – стыкуем нижнюю арматуру с П-шками, но так как диаметр нижней арматуры значительно больше, чем требуется в приопорном сечении плиты, то можно пересчитать длины нахлестки с учетом реальной потребности в арматуре (и это будет значительно меньшая длина, полагаю, что минимально допустимой будет достаточно).

1. Lan для П-шки принимать как на рисунке?

Lan для П-шки – это по сути не длина анкеровки, а длина нахлестки (считается по другой формуле). Ее можно считать от внутренней грани стены, чтобы хотя бы выйти за пределы узла. Если вылизывать, то считать можно вправо от точки, в которой П-шка становится прямой.

1. Диаметр П-шки следует принимать по диаметру основной фоновой арматуры?

Если П-шку использовать для анкеровки арматуры, то ответ «да» – диаметр П-шки равен диаметру той арматуры, которую она анкерит.

Если арматура анкерится без помощи П-шки, а П-шка применяется для работы против выпучивания, для восприятия крутящего момента на свободной стороне плиты, для работы против растрескивания, то это может быть гладкая арматура меньшего диаметра. Насколько меньшего – тайна покрытая мраком, рекомендаций ни по конструированию, ни по расчету нет. Единственное, за что можно зацепиться – это определить крутящий момент и сделать расчет края плиты на его действие.

1. Как быть, если расстояние «а» очень маленькое? Допустим, порядка 50-60 мм – будет держать арматура? А если еще и вылет побольше при большемd?

Арматуру подвяжут к выпускам из стены, проблем не будет, строители найдут, как обеспечить проектное положение.

Хотя я бы понизила шов бетонирования, как предлагала выше. Тогда бы арматуру плиты не надо было устанавливать заранее, и работа строителей была бы значительно легче.

1. Как разместить П-шку при минимальном радиусе загибаR=30 мм (например, дляd = 12 мм), т.к. будет налезать на горизонтальную арматуру?

Радиус даже больше: для диаметра 12 мм он равен 36 мм.

Как вариант предлагаю сдвинуть горизонтальную арматуру и переместить ее внутрь. Расчетная площадь арматуры при этом не уменьшится, только шаг чуток поплывет, но не существенно. Зато вся арматура будет связана, плюс П-шка защитит горизонтальную арматуру от выпучивания.

Благодарю Евгения за вопросы!

От себя хочу еще добавить: в нормах все не так однозначно, как хотелось бы. На прямое нарушение норм я идти никогда не рекомендую. В спорных моментах советую всегда выбирать худший вариант. И конечно же думать, искать причины и анализировать: когда мы понимаем, что и зачем устанавливается, как это все работает, конструировать без ошибок становится в разы легче.

Виды и особенности по способу опирания

Строительные нормы СНиП регламентируют вероятность опирания плит перекрытия на стенки согласно 2, 3 также 4 краям. Однако тут всё, без исключения, зависит от вариации железобетонных продуктов, также полезных отличительных черт армирующего скелета. Таким Образом, ЖБИ марки ПБ имеют все шансы основываться только лишь на 2 стороны, но По двум сторонам. Опорой с целью аналогичных продуктов предназначаются 2 обратные стеновые системы. Укладывание производится узенькими гранями, так как упрочнение осуществлено в продольном направлении.

По трем сторонам. Данные плиты предусмотрены с целью перекрытия П-образных пролетов в углах строений. Вероятность монтажа, согласно 3-м сторонам, гарантируется вследствие интенсивного торцевого армирования.

Армопояс

Монолитный армопояс используется в качестве основания для укладки перед монтажом перекрытий на кирпичные и пено- или газоблочные несущие стены. Бетон заливают после того, как устанавливают каркас из вертикальных, поперечных и продольных частей вместе с опалубкой.

Требования к устройству армопояса:

1. Используемый бетон по марке должен совпадать с применяемым для кладки. Лучше всего подойдет смесь класса выше 15В.
2. Для каркаса нужна арматура не тоньше 8 мм, которая сваривается или связывается проволокой.
3. Ширина пояса равна ширине стены.
4. В высоту армирующее основание должно быть не менее газоблока — 20-40 см.

Правильно выполненный пояс нужен, чтобы равномерно распределить нагрузку между несущими стенами и перегородками. Кроме того, при изготовлении каркаса выводят концы металлической арматуры для надежного крепления плит.

Как укладывать плиты?

Особенностью процесса монтажных работ с плитами перекрытия на кирпичные стены всех типов является их укладка. Она должна проводиться без разрывов по ширине. Еще одна особенность, которую следует соблюдать – верхний ряд кирпичей нужно обязательно выровнять. При этом внутреннюю часть укладывают только тычком.

Пустоты перед монтажом плит нужно заделать. Для этого берут кирпичные куски с бетонным составом или устанавливают вкладыши. Между торцом плиты и местом присоединения оставляют 2 см – это нужно для формирования главной точки опирания.

Все виды ЖБ плит желательно монтировать на кирпичи, с усилением армопояса. Для уменьшения длины стандартной панели используют строительный инструмент (болгарку), алмазным кругом, лом и кувалду.

Монтаж всегда начинается с подготовительных работ:

1. Делают разметку требуемой панели.
2. Подкладывают подложку, которая защитит бетон от сколов.
3. Нарезают ЖБ по меловой черте, одновременно нанося удары кувалдой по верху и торцам.
4. Пробивают ломом часть плиточной конструкции снизу.
5. Перерезают арматуру диском по металлу.
6. Делают пропил болгаркой по разметке.

Затем делают резку панелей по продольной оси и сетке (если она есть), и выполняют укладочные работы с помощью подъемных механизмов. Поверхность, принимающая плиту должна быть ровной, целой, с нанесенным составом цемента.

При выполнении работ проверяют ширину опорной поверхности – по своему показателю она равномерно распределяет нагрузку на стены (несущие), и делает панель устойчивой.

В монтаже плит понадобятся:

• крепежные анкера,
• лом,
• кувалда,
• болгарка с разными дисками,
• строительный уровень,
• отвес,
• сантиметр,
• крепкие веревки (такелаж),
• мастерки (кельма),
• забутовочные кирпичи,
• приспособления для опалубки (монолитные плиты),
• раствор бетона,
• ведра,
• перфоратор,
• гипсовый состав,
• теплоизолятор,
• уголки,
• швеллеры,
• арматура,
• автомобильный кран.

Проводить монтажные работы нужно ответственно, по четкому, намеченному алгоритму, ведь от этого зависит устойчивость и прочность всей постройки. В работе желательно участие 4-х рабочих.

Виды по способу опирания

Плита, используемая для межэтажного разделения, представляет собой армированную железобетонную конструкцию, с пустотами. Отверстия в плитах бывают различных форм и размеров, для облегчения веса конструктивного элемента.

Выбор межэтажного перекрытия и глубина его опирания зависит от конструктивных особенностей здания. Учитываются следующие параметры:

• назначение здания (жилое, промышленное, общественное);
• материал, из которого возведено строение;
• толщина стен;
• виды нагрузок, действующих как на плиты, так и на здание;
• сейсмические характеристики района застройки.

По типу опирания межэтажные плиты делятся на три категории. Их выбор осуществляется на стадии планирования проекта, с учетом расчетов нагрузок, действующих на несущие элементы здания.

По двум сторонам

Опорой для таких плит являются две противоположные несущие стены. Укладывают их на капитальные элементы, узкими (поперечными) сторонами. Чаще всего, для такого типа, используют мэжэтажные перекрытия с круглыми пустотами, с маркировкой ПК, 1ПК, 2ПК. Они способны выдерживать нагрузку до 800 кг/м².

По трем сторонам

Имеют усиленное торцевое армирование и укладываются на три несущие стены. Их монтируют в углах здания, имеющих П-образную конструкцию несущих стен. Обозначаются они маркировкой ПКТ, и выдерживают нагрузку, до 1600 кг/м².

По четырем сторонам

Такие плиты усилены армированием по всем торцам, они более жесткие и обладают повышенной несущей способностью. Используются только в сложных конструкциях, где требуется максимальное распределение высоких нагрузок, или в тех случаях, когда планируется возведение дополнительных надстроек. Имеют маркировку ПКК, обозначающую повышенную прочность. В малоэтажном строительстве их практически не используют.

Некоторые расчеты

Для нахождения величины опирания плиты перекрытия большое значение имеет основа, на которую ее планируется укладывать. В обязательном порядке необходимо учесть длину и вес конструкции, толщину стены-опоры, сейсмологическую устойчивость здания. Кроме того, должна быть учтена нагрузка и ее характер, будет она временной или постоянной. Подобные расчеты должны проводиться специалистами. Для индивидуального застройщика при составлении проекта и монтаже основным ориентиром становится маркировка завода-изготовителя.

Расчетная схема для квадратной плиты перекрытия, с опиранием по контуру

При использовании плоских перекрывающих элементов величина пролета может вычисляться следующим образом: нужно суммировать толщину этого элемента и величину расстояния между двумя опорами. Что касается глубины опирания плиты перекрытия на основу из кирпича, то это значение должно равняться толщине самой конструкции, но быть не меньше 70 мм. Чтобы рассчитать минимальную толщину наружной стены, что станет основой для плит перекрытия, необходимо учитывать теплоизоляционный слой и облицовочный материал на торцевых частях последних. Так, конструкцию толщиной в 140 мм, должна поддерживать основа, толщина которой не меньше 300 мм.

Монтаж часторебристых конструкций, что имеют вкладыши, предполагает минимальное углубление плит перекрытия на основу — 150 мм. При монтаже не стоит допускать захода в стену пустотелых вкладышей. Если ребра армированы двумя стержнями, то необходимо через один отогнуть их на опоре. Если ребро имеет один стержень, то хомуты будут принимать касательное напряжение.

Армокаменные конструкции — это аналоги плоских. Поэтому минимальное значение глубины опирания этих элементов может быть определено тем же способом. Толщину они должны иметь не меньше 90 мм, опирание происходит на две стороны.

Виды и маркировка

Все плиты перекрытия по способу и месту изготовления можно разделить на два типа:

• монолитные;
• сборные железобетонные.

Монолитные

Изготавливаются непосредственно на строительной площадке по технологии монолитных работ:

• устройство опалубки;
• монтаж армирующего каркаса;
• заливка бетона.

Чаще всего монолитные плиты перекрытий используются в тех случаях, когда проектом предусмотрен каркас здания, возводимый из монолитного бетона. Но и в случае сборного варианта каркаса практически в каждом проекте содержаться участки с монолитными плитами перекрытий.

Достоинства монолитного варианта:

• экономия в расходе материалов;
• отсутствие швов между плитами и, как следствие, более надежная и герметичная конструкции перекрытия;
• возможность при правильном выполнении работ получить конструкцию с большим сроком службы.

Недостатки монолитных плит перекрытия:

• невозможность выполнять работы в холодное время года или значительное удорожание их стоимости;
• большая трудоемкость работ и необходимость набора конструкцией прочности, что ведет к значительному увеличению сроков строительства;
• серьезные требования к качеству работы и материалов, которые сложнее выполнить в условиях строительной площадки.

Сборные железобетонные плиты

Чаще всего под плитами перекрытия понимают именно сборные железобетонные конструкции, которые изготавливаются на заводах ЖБИ и ЖБК, затем доставляются на объект и монтируются.

По сути, единственным недостатком данной конструкции является незначительный перерасход материалов и несколько менее жесткая, по сравнению с монолитом, конструкция перекрытия. Но даже этот минус можно в значительной степени нивелировать, используя наиболее подходящий тип сборных ж/б плит, которых выпускается значительное количество. А плюсы от использования рассматриваемого варианта очевидны:

• гарантированное качество изделий, которое гораздо легче обеспечить в заводских условиях;
• скорость и простота монтажа;
• возможность выполнения работ в течение всего года.

Существует большое количество разнообразных сборных ж/б плит перекрытия. Их можно условно разделить на две большие группы:

• пустотные . Самые обычные и наиболее часто применяемые конструкции. Могут использоваться практически везде, наиболее часто – в междуэтажных перекрытиях. Наличие пустот внутри плит позволяет обеспечить лучшую тепло- и звукоизоляцию. В свою очередь делятся на несколько подгрупп, подробнее о которых – в разделе маркировка;

• ребристые . Чаще всего применяются для сооружения кровли в промышленных зданиях (склады, ангары, гаражи, цеха), в том числе неотапливаемых. Обладают повышенной несущей способностью и прочностью.

Как уже было отмечено, наиболее часто встречается обыкновенная пустотная плита перекрытия. Их выпускается множество видов. Для того чтобы понять, какая именно нужна, разработана специальная маркировка.

Маркировка

ГОСТ 9561-91 четко описывает требования, предъявляемые к производству пустотных плит перекрытия, а также существующие их виды. Раздел 1.2.1. перечисляет их все.

На основании приведенной классификации можно понять, что означает каждая буква и цифра в наименовании изделия. Для этого достаточно рассмотреть следующий пример.

Опирание плиты перекрытия на несущие стены

Любое подобное перекрытие может функционировать только тогда, когда давление на неё может принять рабочая арматура. В подобных плитах арматура находится исключительно в нижней части плиты и только вдоль нее. Это значит следующее, что перекрытие без вреда может гнуться, исключительно в продольном направлении, также нужно чтобы прогиб плиты был направлен строго вниз.

Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но плохо растяжению. Перекрытия в верхней части подвергается сжатию, а в нижней части растяжению. Поэтому в нижнею часть плиты укладывают арматуру, которая сопротивляется растяжению.

Установка плит перекрытия.

Классический способ установки.

Железобетонное перекрытие опирается на две стороны, изгибается под весом нагрузки, и рабочий каркас принимает на себя растяжение, если нагрузка не превысит допустимый вес, повреждения не будет.

Опирание железобетонной плиты по двум сторонам.

Опирание плиты по трем сторонам — одной длинной и двум коротким.

Длинная часть плиты задвигается на стену. Используется, когда по ширине пролета, плиты не умещаются. Установка плит перекрытия таким способом несколько хуже, чем первым способом, но в принципе, он разрешен. Нужно не забывать: панель по длинной части нельзя заводить в стену глубже, чем на высоту железобетонной плиты. Понятие защемления мы рассмотрим далее.

В рассмотренном случае гнется не вся плита, а только свободный край. Тем не менее в работу вступает продольный каркас, который принимает растягивающее напряжения – не по длине плиты, а лишь в ее фрагменте.

Опирание железобетонной плиты по трем сторонам.

Как не стоит устанавливать плиты перекрытия.

Установка плит перекрытия по двум длинным сторонам.

Рабочий каркас в плите есть только в продольном направлении. В поперечном же имеется только лишь небольшая сетка, способная принять нагрузку от собственного веса плиты, в период ее монтажа, когда ее поднимают краном. Когда мы устанавливаем сборные железобетонные плиты перекрытия по двум длинным сторонам, то под давлением они будут изгибаться, и просто не будет арматуры в этом направлении, и перекрытие будет разрушаться. Сначала нагрузку может принять сетка, но мы должны помнить, что площадь арматуры этой сетки предназначена, только чтобы выдержать вес самой плиты.

Опирание железобетонной плиты по двум длинным сторонам.

Монтаж плит перекрытия с дополнительной опорой в пролете.

Сборные железобетонные плиты используются только как однопролетные. Когда в пролете есть стена или колонна, то плита между опорами гнется вниз, а над опорой появляется выгиб в другую сторону — с затянутой зоной вверху. В верхней части перекрытия нет каркаса, и нам нечем принять растягивающие давление изгиба. Результатом может явиться образование деформаций верхней части перекрытия, как указано на рисунке. Возрастает вероятность появления трещины, в течение времени, что приведет железобетонное перекрытие в аварийное состояние.

Установка железобетонной плиты с дополнительной опорой в пролете.

3.Установка плит перекрытия на две стены с выносом части плиты.

Верхняя часть панели, в данном примере, подвергается растяжению, а арматуры там нет, чтобы принять нагрузку. Чем больше длина у консоли и чем сильнее нагрузка на ней, в частности на краю, тем скорее может наступить разрушение.

Опирание с выносом части железобетонной плиты.

Монтаж плиты на колонны.

Устанавливать сборные железобетонные плиты перекрытия не на стены или балки, а непосредственно на колонны категорически не допускается. Каркас в плите работает следующим образом — растянутая арматура может принять напряжение тогда, когда ее концы заведены за опору. В случае когда, под концом арматурного стержня, опоры нет, плита перестает правильно работать.

Плита будет гнуться в продольном направлении и поперечном, что приведет к разрушению плиты.

На опору подаются всего две крайние арматуры, остальные «повисают в воздухе» и не включаются в работу. Это означает, что рабочая арматура в плите уменьшается во много раз, в сравнении с требуемой. Понятно что сборное железобетонное перекрытие будет разрушаться. Наилучшим вариантом решить эту проблему будет установка балок в правильном месте опирания плиты, а именно между близко находящимися колоннами.

Опирание железобетонной плиты по четырем точкам.

Рекомендации по монтажу

Плиты должны укладываться на стены без разрывов по ширине. Особенно внимательно нужно отнестись к верхнему ряду кладки из кирпича. Его нужно хорошо выровнять и внутреннюю часть класть тычковой стороной. Еще до укладки ПК или ПБ на стену необходимо заделать пустоты вкладышами или куском кирпича с раствором. Узел опирания плиты формируется с таким условием, что между ее торцом и местом примыкания в камню должно оставаться расстояние 1—2 см. Раствор для крепления перекрытия и кладки нужно использовать тот же.

Подводим итоги

При выполнении монтажных работ по установке плит необходимо обеспечивать величину опорной поверхности, регламентированную строительными нормами. Следует ориентироваться на результаты предварительно выполненных расчетов. При индивидуальном строительстве можно использовать табличные параметры, которые многократно проверены в условиях практической эксплуатации. Соблюдение указанных требований позволит обеспечить несущую способность строений в течение длительного времени.